Вплив магнітного поля на helicobacter pylori та інші мікроорганізми

2 вересня 2008
3655
Спеціальності :
Резюме

В огляді наведені механізми впливу магнітних та електричних
полів на життєздатність мікроорганізмів, зокрема Helicobacter pylori.

Мікроорганізми, які складаються з органічних та неорганічних сполук, мають певні магнетичні властивості (Frankel R.B. et al., 1997; Keim C.N. et al., 2004; Greenberg M. et al., 2005). Оскільки за своїми магнітними властивостями всі сполуки поділяються на сильно- та слабомагнітні, можна припустити, що ступінь магнетизму бактерій буде відрізнятися залежно від елементарного складу компонентів їх клітин (Arnesano F. et al., 2005).

Магнетизм компонентів клітин бактерій використовувався для вивчення будови мікроорганізмів уже давно (Evans M.S., et al., 1970; Stephens P.J. et al., 1978). Залежність досліджуваної сполуки від ступеня спорідненості до магнітного поля дозволила дослідити просторову структуру молекул, молекулярні та іонні зміни під час біохімічних реакцій (Antanaitis B.C., Moss T.H., 1975; Johnson M.K. et al., 1981). Ці експерименти були проведені за допомогою методів, які ґрунтуються на явищах магнетизму компонентів бактеріальних клітин. Електронний парамагнітний резонанс та спектроскопія Mössbauer дозволили визначити явища статичного магнетизму реакцій іонів двовалентного заліза y бактерії Rhodopseu­domonas sphaeroides (Butler W.F. et al., 1980). Вивчаючи магнітні властивості компонентів клітин цього ж мікроорганізму, W.F. Butler та співавтори в 1984 році описали вплив магнітних полів на просторову конфігурацію залізовмісних сполук мікроорганізму.

Цікавим та корисним стало відкриття бактерицидного ефекту електромагнітних полів, який у подальшому використано в гігієні харчування. Було виявлено, що застосування пульсових електро­магнітних полів при обробці рідких харчових продуктів у комбінації з біохімічними сполуками (нізин, лізоцим) та слабким нагріванням, має значно кращі результати стосовно бактерицидності порівняно зі звичайною стерилізацією чи пастеризацією (Rodrigo D. et al., 2003a; Cortés C. et al., 2006; Sentandreu E. et al., 2006). D. Rodrigo та співавтори (2003b) зазначають статистично достовірну інактивацію Escherichia coli (E. coli) в апельсиновому соку після застосування пульсових електричних полів. M.R. Terebiznik та співавтори (2000) також повідомляють про значну бактерицидну активність пульсових електричних полів щодо E. coli у молоці. Дослідники розглядають цей вид полів як природний антимікробний агент. M. Terebiznik та співавтори (2002) повідомляють про ефективність поєднання електричних полів із застосуванням нізину щодо інактивації E. coli. Z. Liang та співавтори (2002) також вказують на бактерицидні властивості пульсових електричних полів щодо Salmonella typhimurium у фруктовому соку. Подібні явища були описані також щодо інактивації Listeria innocua, Micrococcus luteus, Lactobacillus plantarum у фруктових соках та молоці (Calderón-Miranda et al., 1999; Dutreux N. et al., 2000; Rodrigo D. et al., 2001). Також застосування пульсових електричних полів є ефективним у профілактиці розповсюдження Pseudomonas aeruginosa (Jass J. et al., 1995; Perez-Roa R.E. et al., 2006). N. Wellman та співавтори (1996) дану бактерицидну дію електричного поля пояснюють «біоелектричним ефектом» поля. P. Stoodley та співавтори (1997) повідомляють, що найбільша антибактеріальна дія проявляється при анодному заряді поля, коли кількість бактеріальних колоній Klebsiella pneumonia, Pseudomonas aeruginosa та Pseudomonas fluorescens зменшувалася на 74%. Даний факт автори пояснюють електростатичною взаємодією між негативно зарядженими частинками колоній бактерій та полем елект­родів.

Застосування електромагнітних полів має перевагу відносно звичайних термічних методів ще й тому, що дозволяє зберегти значно більший вміст вітаміну А, інших каротиноїдів, вітамінів та протеїнів у фруктових соках та молоці (Torregrosa F. et al., 2005).

Найбільш вивченим об’єктом серед усіх мікроорганізмів щодо дії на них магнітних полів є E. coli. У результаті досліджень C. Ramon та співавторів (1981) виявлено, що дія слабкого магнітного поля силою 2�103 Тл при шестидесятигодинній експозиції зменшує бактеріальне число E. coli більше ніж на 40%. У цьому випадку електронна мікроскопія показала ушкодження клітинних стінок бактерій. Підтверджуючи факт бактерицидної дії магнітного поля на штам GE499 E. coli, I.Y. Belyaev, E.D. Alipov (2001) намагалися встановити оптимальне частотне вікно. Дослідниками зазначено найбільш ефективну частоту 9 та 16 Гц, проте вона дещо відрізнялася від оптимальної частоти для інших штамів E. coli та частотного вікна магнітного поля для лімфоцитів людини в експерименті. Вважаємо, що подальші дослідження дозволять більш точно індивідуалізувати параметри бактерицидності магнітного поля.

O.R. Justo та співавтори (2006) повідомили, що експозиція наднизькочастотного магнітного поля силою 0,1 Тл упродовж 6,5 год спричинювала зменшення життєздатності E. coli майже в 100 разів порівняно з контролем. Автори зазначили, що це може бути основою лікування магнітним полем. Ю.В. Куляш та співавтори (1998) повідомили, що магнітні поля наднизької частоти також значно пригнічують ріст стафілококів.

Згідно з даними літератури постійні магнітні поля терапевтичного діапазону також мають подібні бактерицидні властивості, що зумовлює широке їх використання в лікувальній практиці. S. Zhang та співавтори у 2002 році вказали, що статичні магнітні поля призводять до порушень кінетики росту E. coli пропорційно інтенсивності магнітного поля.

У 2004 році H. Yavuz та S.S. Celebi повідомили, що магнітні поля силою 8,9–17,8 мTл значно знижують інтенсивність росту мікрофлори у воді. Ступінь втрати життєздатності мікроорганізмів внаслідок впливу магнітного поля, на думку R.S. Stepanian та співавторів (2000), залежить від його частоти. Автори зазначають, що антибактеріальним впливом характеризуються магнітні поля тільки низької частоти. В експерименті частота магнітних полів 4 Гц знижувала життєздатність E. coli на 20%. Після експозиції в магнітному полі вказаної частоти E. coli втрачала здатність ділитися, рости та формувати колонії. Проте частота 50 Гц призводила до підвищення життєздатності бактерій на 53%. A. Mahdi та співавтори (1994) зазначили, що експозиція в статичних магнітних полях силою 0,3–0,5 Тл спричинювала втрату E. coli здатності відновлювати власну ДНК. Бактерициднa дія магнітних полів на E. coli обґрунтована у багатьох інших роботах (Binhi V.N. et al., 2001; Strasák L. et al., 2002).

Вплив постійних магнітних полів на інші мікроорганізми також проявляється бактерицидним ефектом. E. Piatti та співавтори (2002) зазначили ефективність статичних низькочастотних магнітних полів відносно Serratia marcescens. Автори вважають, що застосування магнітних полів спричинює оксидативний стрес клітини бактерії, цим самим значно зменшуючи її вірулентність. Антимікробна дія магнітних полів доведена також на Micrococcus denitrificans, Mycobacterium tuberculosis та Candida albicans (Thiemann W., Wagner E., 1970; Ломаченков В.Д. и соавт., 1998). Останнім часом з’явилися повідомлення про дію низькочастотних магнітних полів на віруси. Так, F. Pica та співавтори (2006) зазначають вплив магнітних полів на герпевірус, асоційований з саркомою Капоші. Автори вказують на те, що після експозиції в магнітному полі вірус продукує, в основному, дефективні вірусні частинки.

Отже, ступінь бактерицидної дії статичних магнітних полів залежить від його параметрів, а саме — частоти, сили магнітного поля та тривалості експозиції. Найбільш оптимальними для застосування в лікувальній практиці виявилися низькочастотні магнітні поля малої інтенсивності.

Свій бактерицидний вплив магнітні поля здійснюють шляхом гальмування росту бактерій, впливу на біокінетичні параметри клітини мікроорганізму та кінетичні параметри її росту, зниження здатності до поділу та відновлення ДНК, провокування оксидативного стресу клітин бактерій, впливу на їх клітинну стінку тощо.

Механізми дії магнітного поля на бактерії є ще недостатньо вивченими, але відомо, що магнітні поля можуть впливати на метаболічні та ферментні процеси бактеріальної клітини і в такий спосіб впливати бактерицидно. L. Strasák та співавтори (2002), вивчаючи дію «гомогенних» та «негомогенних» статичних низькочастотних магнітних полів на E. coli, зазначили, що окрім впливу на ріст мікроорганізмів, магнітні поля провокували значне зниження оксидоредуктивної активності бактерій. L. Fojt та співавтори (2007) повідомляють про значне достовірне зниження ензиматичної активності (денітріфікації) Paracoccus denitrificans на 20% внаслідок дії магнітного поля силою 10 мTл та частотою 50 Гц упродовж 24 хв. Дослідники зазначили, що 21% бактерій загинули після експозиції. P. Ellaiah та співавтори (2003) повідомили, що магнітні поля низької частоти здатні стимулювати синтез неоміцину Streptomyces marinensis. S. Zhang та співавтори (2004) вказують на те, що статичні магнітні поля проявляють інгібуючий ефект на активність лізоциму бактеріальних клітин, що співвідносилося зі зниженням бактеріального числа. Даний ефект залежав від інтенсивності та тривалості магнетизації. D.C. Yin та співавтори (2003) повідомили, що магнітні поля здатні знижувати коефіцієнт дифузії молекул лізоциму, що може бути причиною розрідження білкових фракцій та переміщення лізоциму згідно з концентраційним градієнтом.

На сьогодні в літературі з’являються повідомлення про те, що магнітні поля можуть впливати на структуру та проникність клітинних мембран, зокрема мікроорганізмів. Так, V.N. Binhi та співавтори (2001), вивчаючи вплив магнітних полів на E. coli, вказують на те, що вони спричиняють ротацію іон-протеїнових комп­лексів, а це у свою чергу може змінювати функціонування мембран бактеріальної клітини. S. Hughes та співавтори (2005) повідомили про вплив статичних магнітних полів на зниження активності бактеріальних іонних каналів. Механізм цього явища автори пояснюють зміною властивостей клітинних мембран внаслідок діамагнетизації ліпідних молекул. A. Radhakrishnan, H.M. McConnell (2000) вказують, що вплив електричних полів може призводити до дестабілізації комплексів дигідрохолестеролу та фосфоліпідів моношару мембран клітин.

Отже, магнітні поля здатні впливати на ензиматичну активність мікроорганізмів і на структуру та функцію клітинних мембран бактеріальних клітин, що може проявлятися в порушенні їх проникності та функції.

Клінічні дослідження дозволяють припустити бактерицидний чи бактеріостатичний вплив магнітних полів на Нelicobacter pylori (НР), хоча в літературі немає вичерпних даних з цього питання. Деякі автори повідомляють про позитивну дію електромагнітних полів у лікуванні хворих з гастроентерологічною патологією, асоційованою з НP (Филимонов Р. М. и соавт., 1993), та рекомендують високочастотні електро­магнітні поля як патогенетично обґрунтований метод терапії НР-інфекції (Филимонов Р.М. и соавт., 1998). Є.М. Стародуб та співавтори (1994) вказують на те, що застосування електромагнітних полів у лікуванні пацієнтів з виразковою хворобою може спричинювати зниження дисемінації НР у слизовій оболонці шлунка. Вивчаючи загальну магнітотерапію в комплексному лікуванні виразки шлунка та дванадцятипалої кишки, деякі автори (Пуценко В.А. и соавт., 2004) прийшли до висновку, що використання магнітного поля прискорює процес ерадикації НР.

Хоча дані наведених вище досліджень ефектів електромагнітних полів проводилися на різних мікроорганізмах (найчастіше на E. сoli), можна припустити, що запропоновані механізми пояснюють бактерицидний вплив магнітного поля також і на НР.

Привертає особливу увагу зв’язок НР– інфекції та залізодефіцитної анемії. Відомо, що залізо має сильномагнітні (феромагнетичні) властивості. Феромагнетики — група речовин, які мають спонтанну намагніченість, тобто намагнічені вже у відсутності магнітного поля та відповідно у магнітному полі проявляють особливі властивості (Беркутов А.М. и соавт., 2000). Як відомо, магнітне поле різних параметрів по-різному впливає на феромагнетики. Зокрема, напрямок магнітного моменту вливає на швидкість руйнування заліза та нікелю під впливом магнітного поля (Tang Y. C. et al., 2003). Особливу зацікавленість викликає факт депонування заліза у HP та наявність нікелю у складі ферменту бактерії — уреази (van Vliet A.H. et al., 2001). Багатьма авторами було встановлено тісний зв’язок між обміном заліза та нікелю у HP, впливом його на синтез уреази та інших факторів вірулентності HP (van Vliet A.H. et al., 2001; van Vliet A.H. et al., 2003; Belzer C. et al., 2007).

Для кращого розуміння механізмів впливу магнітних полів на HP розглянемо способи регулювання гомеостазу металів цією бактерією більш детально. Функція впливу на обмін металів за допомогою різних активних білкових субстанцій є генетично детермінованою та реалізується за допомогою різноманітних факторів, які посилюють або послаблюють транскрипцію відповідних ділянок геному HP (van Vliet A.H. et al., 2002; van Vliet A.H. et al., 2004a, b; Ernst F.D. et al., 2006). З метою вивчення будови геному HP, що відповідає за обмін металів, функції та ефекти біоактивних пептидів, вчені застосовували методи, які полягали у створенні мутацій геному HP та вивченні їх наслідків (Davies B.J. et al., 2002; Cróinín T.O. et al., 2007).

Механізми впливу магнітних полів на HP вивчені недостатньо, проте, впродовж останніх років інтенсивно проводять дослідження зв’язку HP– інфекції з явищами дефіциту заліза в організмі. Багато дослідників вказують на залежність порушень обміну заліза від інтенсивності HP-ураження слизової оболонки шлунка. Основним проявом порушення балансу заліза є залізодефіцитна анемія, яка часто є резистентною до загальноприйнятої замісної терапії препаратами заліза. Такі сидеропенічні стани були достатньо вивчені у дітей та підлітків (Dufour C. et al., 1993; Carnicer J. et al., 1997; Marignani M. et al., 1997). Залежність глибини порушення метаболізму заліза від розповсюдженості HP-інфекції ще не встановлена, оскільки недостатність заліза в організмі відзначали при різних патологічних станах, асоційованих з HP. Проте Z.W. Zhang та співавтори (1998) зазначають, що розповсюдження HP з антральних відділів до тіла шлунка супроводжувалося більш вираженими порушеннями абсорбції заліза.

Як відомо, організм здорової людини містить 4–5 г заліза. Близько 70% його необхідно для утворення гемоглобіну еритроцитів, 5–10% заліза міститься в міоглобіні та інших гемопротеїнах, а 20–25% є резервом, який зберігається в печінці у вигляді феритину та гемосидерину. Після абсорбції у кишечнику залізо окислюється з двовалентної у трьохвалентну форму, зв’язується з білками та у вигляді феритину і трансферину надходить у кров’яне русло. Основна його частина транспортується до кісткового мозку, де синтезується гемоглобін, менша частина надходить до клітин, які мають спеціальні рецептори до трансферину. Це клітини, які інтенсивно ростуть та діляться, тобто мають високу потребу в залізі. Основне значення для транспорту та засвоєння заліза мають залізовмісні білки: феритин, трансферин та лактоферин (Курочкин А.В., Воробьева А.А., 2006).

Оскільки мікроорганізми швидко ростуть та діляться, їх потреба у залізі висока (Bullen J.J. et al., 1978). Відомий зв’язок між інфекцією та порушенням обміну заліза в організмі людини. A. Barabino (2002) описав так звану інфекційну гіпоферемію — зниження вмісту позаклітинного заліза у макроорганізмі у відповідь на інфекційний процес. Механізми даного феномену є ще недостатньо вивченими. Припускається, що до дефіциту позаклітинного заліза призводять: а) підвищення синтезу феритину в печінці, тобто інтенсифікація його депонування; б) вивільнення лактоферину з нейтрофілів. Збіднений на залізо лактоферин захоплює його з трансферину, потім поглинається циркулюючими макрофагами, які потім виводяться з циркуляції ретикулоендотеліальною системою (Bullen J.J. et al., 1991; Payne S.M., 1993). Ідеться про захисну реакцію, яка полягає в тому, що макроорганізм усіляко намагається лімітувати мікроорганізм у залізі. У свою чергу це передбачає вироблення в мікроорганізмів спеціальних механізмів активного самозабезпечення цим мікроелементом.

Патогенні бактерії пристосовуються до такого сидеролімітуючого середовища шляхом розвитку та реалізації високоспецифічних та ефективних систем, які асимілюють залізо (Dhaenens L. et al., 1997). Iснує два механізми засвоєння заліза мікроорганізмами (Husson M. et al., 1993). Одні з них синтезують та виділяють специфічні низькомолекулярні компоненти — сидерофори, які зв’язують залізовмісні транспортні білки та постачають залізо в бактеріальну клітину (Neilands J.B., 1981; Griffiths E., 1987). Інші бактерії, у тому числі HP, здатні до секвестрування заліза безпосередньо з трансферину та лактоферину шляхом прямого зв’язування цих білків з рецепторами зовнішньої клітинної стінки бактерій (Herrington D., Sparling P., 1985; Otto B.R. et al., 1992).

Таким чином, залізо є необхідною та важливою складовою росту та розвитку колоній HP (Barabino A., 2002).

Упродовж останніх років багатьма дослідниками був достатньо вивчений механізм, за допомогою якого HP поглинає залізо з позаклітинного простору макроорганізму (Husson M. et al., 1993; Dhaenens L. et al., 1997). Провідну роль у цьому процесі відіграють транспортні залізовмісні білки: лактоферин та трансферин.

Лактоферин існує в організмі як інтрацелюлярно (в нейтрофілах), так і в складі різних секреторних рідин, таких як слина, сльози, назальний секрет та секрет кишечнику (Griffiths E., 1987). У значній кількості він присутній у біоптатах слизової оболонки шлунка (Nakao K. et al., 1997a), особливо у клітинах слизової оболонки антрального відділу шлунка та тіла шлунка у пацієнтів з HP-асоційованою гастродуоденальною патологією (Husson M. et al., 1993). Інші дослідники відзначають підвищення вмісту лактоферину у шлунковому соку у хворих з цією патологією. Важливим є те, що вміст лактоферину у тканинах шлунка істотно корелює зі ступенем запального ­ушкодження слизової оболонки шлунка (Nakao K. et al., 1997b).

Багато вчених вивчали вплив лактоферину та трансферину на ріст HP у середовищі, яке позбавлене інших джерел заліза. M. Husson та співавтори ще в 1993 році писали про можливість лактоферину людини підтримувати ріст та розвиток HP. Дослідники припускають, що в цьому беруть участь лактоферинчутливі рецептори клітинної стінки бактерій, оскільки процес захоплення HP заліза з лактоферину є високоспецифічним. L. Dhaenens та співавтори (1997) ідентифікували лактоферинзв’язувальний протеїн зовнішньої клітинної стінки HP, який, на думку авторів, бере активну участь у зворотньому захопленні заліза з лактоферину людини. Порівнюючи зв’язувальні здібності даного протеїну з використанням лактоферинів тваринного походження, дослідники дійшли висновку, що цей лактофериновий рецептор HP є високоспецифічним саме до людського лактоферину. Отримані дані дозволяють припустити, що подібна специфічність лактоферинзв’язувальних рецепторів HP дозволяє бактерії обійти людську гіпоферемічну захисну реакцію (Dhaenens L. et al., 1997; Barabino A., 2002). Оскільки залізо є вкрай необхідним для росту та розвитку HP, то багатьма дослідниками висока здатність HP поглинати залізо розглядається як важливий фактор, що впливає на його вірулентність (Weinberg E.D., 1978; Dhaenens L. et al., 1997).

Отже, HP містить залізо в значній кількості. ­Оскільки, як ми вже зазначали, залізо є феромагнетиком, можна вважати, що магнітне поле порушує транспорт заліза в HP (Tang Y.C. et al., 2003). Окрім цього, магнітне поле впливає на проникність бактеріальних мембран, іонний транспорт, функцію клітинної стінки мікроорганізму (Radhakrishnan A., McConnell H.M., 2000; Binhi V.N. et al., 2001; Hughes S. et al., 2005).

Висока спорідненість HP до заліза та залежність життєдіяльності від металопротеїнів дозволяє припустити, що ступінь магнетизму цієї бактерії є дещо вищим порівняно з іншими мікроорганізмами. Ми припускаємо, що магнітне поле може призводити до порушення функції рецепторів клітинної стінки HP, які відповідають за зв’язування залізовмісних ферментів, що змінюють його транспорт у клітину та негативно впливають на ріст та поділ бактеріальних клітин.

Дослідження впливу магнітного поля на HP неможливо обмежувати дослідженням його впливу тільки на бактерію, адже організм людини також складається із речовин, що мають магнетичні властивості (Беркутов А.М. и соавт., 2000). Відомо, що магнітні поля щодо макроорганізму проявляють протизапальну дію, мають протинабряковий ефект, покращують кровообіг, сприяють більш швидкій регенерації тканин тощо. У випадку HP-асоційованої патології це може позитивно впливати на процес ерадикації HP. Заслуговує на увагу той факт, що магнітне поле, як уже було зазначено, може впливати на структуру та функцію таких металопротеїнів як лактоферин та трансферин, концентрація яких є підвищеною у слизовій оболонці шлунка та шлунковому соку у пацієнтів з HP– асоційованою патологією. У такий спосіб також може порушуватися метаболізм заліза HP.

На сьогодні в літературі недостатньо вичерпних даних про вплив магнітного поля на функцію металопротеїнів. Saponja J.A., Vogel H.J. (1996) вивчали різницю в зв’язувальній здатності металопротеїнів (серотрансферин, лактоферин, овотрансферин). У результаті цього зазначено унікальність кожного протеїну щодо зв’язувальної здатності залежно від сили магнітного поля. P.D. Allen та співавтори (2000) провели перше дослідження чутливості різних видів феритину та гемосидерину до низькочастотних магнітних полів. Дослідники зазначили, що кінетику та поведінку цих металопротеїнів внаслідок магнетизації можна вважати супермагнетичною. При деякому зниженні температури в поєднанні з магнетизацією молекул металопротеїнів відбувалися м’які взаємодії між атомами, що призводило до антипаралельного розміщення частинок молекул відносно їх магнетичної ваги. S.H. Bell та співавтори (1984) також повідомляють про супермагнетичну поведінку гемосидерину та феритину у магнітному полі силою 10 Тл.

Одним із можливих об’єктів, на які впливає магнітне поле, може бути уреаза, що виділяється HP. Уреаза HP, яка відіграє визначальну роль у процесах адаптації та виживання HP у кислому середовищі шлунка і тому вважається важливим фактором вірулентності HP (de Jonge R. et al., 2003), є нікелевмісним металопротеїном (van Vliet A. H. et al., 2004ab). Уреаза становить біля 10% білкового вмісту HP (van Vliet A.H. et al., 2001). А нікель, як відомо, проявляє виражені феромагнетичні властивості (Tang Y.C. et al., 2003). Таким чином, вважаємо, що ймовірність впливу магнітного поля на функцію та діяльність уреази є беззаперечною.

Визначальними щодо зв’язку між обміном нікелю та заліза в HP, впливом його на синтез уреази та інших факторів вірулентності HP були роботи van Vliet A.H. et al. (van Vliet A.H. et al., 2002; van Vliet A.H. et al., 2003; van Vliet A.H. et al., 2004a, b). Важливим було відкриття білкового фактору NikR та ділянки геному, що відповідає за його синтез та діяльність (van Vliet A.H. et al., 2002). Як зазначають дослідники, NikR не тільки посилює зворотнє захоплення нікелю, а й стимулює нікельзалежні синтез та експресію уреази HP, підвищує її активність. Окрім того, NikR також впливає на діяльність й інших регуляторних транскрипційних пептидів, наприклад, таких як Fur (Ferrum uptake regulator) (van Vliet A.H. et al., 2004a, b; Belzer C. et al., 2007), і, отже, є тісно пов’язаним з обміном заліза в HP. Oстанній факт підтверджує ще й те, що мутація Fur-гену призводить до зменшення нікельзалежної експресії уреази (van Vliet A.H. et al., 2001). Проте автори зазначають, що даний механізм активації синтезу уреази є високоспецифічним саме для нікелю, оскільки інші метали не викликали подібного підвищення експресії уреази. Важливим, на думку дослідників, виявляється те, що активація NikR залежить від доступності нікелю в середовищі шлунка, адже результати експериментів показали, що за умови дефіциту нікелю зростання експресії уреази не відбувається. Не менш важливим фактором активації NikR є кислотне середовище шлунка (van Vliet A.H. et al., 2004a, b). Так, за даними авторів, HP у відповідь на зниження pH шлунка активує каскад взаємодії регуляторних факторів, а саме NikR-залежне підвищення експресії уреази. Даний механізм реалізується за допомогою зв’язування NikR-протеїну з nixA та ureA ділянками геному HP (Ernst F.D. et al., 2005). Причому, як вказують дослідники, нікельзалежне зв’язування NikR з nixA ділянкою геному провокує репресію транскрипції та призводить до зменшення зворотнього захоплення нікелю, а нікельзалежне зв’язування NikR з ureA ділянкою, яка відповідає за стимуляцію синтезу та виділення уреази, провокує підвищення експресії уреази. За даними F.D. Ernst та співавторів (2006) зв’язування NikR з nixA ділянкою геному також впливає на експресію так званих протеїнів зовнішньої мембрани HP (outer membrane proteins/OMPs), які відповідають за процес зворотнього захоплення нікелю.

Також підвищення кислотності шлункового соку може стимулювати й інший механізм захисної адаптації бактерії. HP може утворювати аміак не тільки шляхом розщеплення сечовини за допомогою уреази, а й синтезуючи його з амідів, що каталізується амідазами (амідаза AmiE та формамідаза AmiF), які також синтезує HP (van Vliet A.H. et al., 2003). Автори зазначають, що даний процес регулюється за допомогою Fur-протеїну та реалізується після зв’язування його з amiE ділянкою геному HP. Важливим для нашого дослідження виявилося те, що і цей процес також є залежним від обміну феромагнетиків, тобто здатний реагувати на застосування магнітних полів.

Таким чином, гомеостаз металів, зокрема заліза та нікелю, має велике значення у процесах пристосування та виживання HP у кислому середовищі шлунка, синтезі факторів його вірулентності (Stähler F.N. et al., 2006). Тому вважаємо, що застосування магнітних полів шляхом впливу на обмін металів, металопротеїнів та їх регуляторні механізми може знижувати вірулентність бактерії та здатність її до виживання.

Дуже важливим, на нашу думку, є вплив магнітного поля на резистентність мікроорганізмів до антибіотиків. Магнітний та електромагнітний вплив використовували для вивчення методів подолання резистентності бактерій до антибіотиків. D.E. Benson та співавтори у 1994 році повідомили про значне підвищення чутливості Pseudomonas aeruuginosa до гентаміцину внаслідок дії магнітних полів. M.J. Stansell та співавтори (2001) у своєму дослідженні зазначили, що статичні магнітні поля істотно впливають на чутливість до антибіотиків E. coli. Існує думка, що навіть невеликі за інтенсивністю геомагнітні поля можуть впливати на резистентність бактерій до антибактеріальних препаратів (Колмаков В.М. и соавт., 2002). Дослідники зазначають, що адаптація E. coli до гіпомагнітних ділянок супроводжується зниженням інтенсивності росту бактерії та змінами чутливості до антибіотиків. R. Caubet та співавтори (2004) встановили, що чутливість E. coli до гентаміцину та тетрацикліну підвищилася після впливу електричних полів. Автори пояснюють цей вплив «біоелектричним ефектом» поля. Проте А. Poiata та співавтори (2003) відзначили, що в умовах гіпомагнітного впливу резистентність E. coli до різних антибіотиків достовірно знижується. R.K. Kermanshahi, M.R. Sailani (2005) вказали на зниження резистентності Staphylococcus aureus та E. coli до антибіотиків під дією статичних електричних полів, що виявлялося в більш вираженому зниженні інтенсивності росту бактерій порівняно з контрольною групою. При цьому дія полів була більш ефективною щодо грамнегативної E. coli. S.A. Pickering та співавтори (2003) повідомили, що електромагнітна стимуляція Staphylococcus epidermidis підвищувала ефективність гентаміцину вдвічі.

Важливим фактором є те, що магнітне поле у поєднанні з іншими фізичними полями (електричне, акустичне) може сприяти кращому всмоктуванню антибіотиків, оскільки магнітне поле сприяє підвищенню проникливості мембранних бар’єрів (Мазур В.В. и соавт., 2006; Варакин А.И. и соавт., 2007).

Отже, можна припустити, що магнітне поле має інгібуючий вплив на HP шляхом: а) безпосереднього впливу на мікроорганізм (вплив на рецептори мембрани HP, зміни її проникності, зміна кінетичних властивостей HP, зниження здатності до поділу і росту та до відновлення ДНК, провокування оксидативного стресу тощо); б) ураження адаптивних можливостей HP (ймовірне зниження ферментної активності та порушення обміну заліза, зменшення його засвоєння бактерією); в) впливу на макроорганізм (неспецифічні протизапальні, протинабрякові та інші ефекти магнітного поля, вплив на активність залізо­вмісних транспортних ферментів); г) підвищенням чутливості HP до антигелікобактерної терапії.

ЛІТЕРАТУРА

  • Беркутов А.М., Жулев В.И., Кураев Г.А., Прошин Е.М. (ред.) (2000) Системы комплексной электромагнитотерапии. Лаборатория базовых знаний, Москва, 376 с.
  • Варакин А.И., Мазур В.В., Архипова Н.В., Сарянов Ю.В. (2007) Методы моделирования в биофизической фармакокинетике. Медицинская техника, 3: 8–13.
  • Колмаков В.М., Куликов В.Ю., Воронин А.Ю., Евстропов А.Н. (2002) Оценка влияния глубокого геомагнитного воздействия на скорость роста и антибиотико-чувствительность Escherichia coli. Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунол., 3: 68–70.
  • Куляш Ю.В., Лепилин А.В., Семенова О.П., Куцемалко Р.Т. (1998) Комбинированное влияние лазерных излучений и переменных магнитных полей на стафилококки. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунол., 5: 33–36.
  • Курочкин А.В., Воробьева А.А. (2006) Состояние гемостаза и железосодержащие белки крови у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Фундаментальные исследования, 10: 100.
  • Ломаченков В.Д., Купpикова И.М., Pяжечкина Л.А. и соавт. (1998) Ингибиpующее действие электpического поля УВЧ и магнитно-инфpакpасно-лазеpного излучения на микобактеpии тубеpкулеза. Проблемы туберкулеза, 4: 53–55.
  • Мазур В.В., Варакин А.И., Серянов Ю.В. (2006) Оптимизация приборов антибиотической форетической физиотерапии на основе двухбарьерной модели диффузионной и диффузионно-осмотической миграции анионов антибиотиков. Медицинская техника, 1: 8–12.
  • Пуценко В.А., Кулишова Т.В., Осипова И.В. и соавт. (2004) Патогенетическое обоснование применения общей магнитотерапии в комплексном лечении и вторичной профилактике язвенной болезни. В кн.: Материалы. I Междунар. конгресса «Восстановительная медицина и реабилитация 2004», 20–21 сентября 2004 г., Москва, с. 268.
  • Стародуб Є.М., Самогальська О.Є., Марків І.М., Лучанко П.І. (1994) Вплив електромагнітного випромінювання надвисокої частоти на перебіг виразкової хвороби, асоційованої з Helicobacter pylori. Лікарська справа, 1: 85–87.
  • Филимонов P.М., Коpолев Ю.Н., Коничева Е.P. (1998) Электpомагнитное поле СВЧ (460 МГц) в комплексе с пpепаpатом тpибимол в лечении язвенной болезни двенадцатипеpстной кишки, ассоцииpованной с Helicobacter pylori. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, 1: 23–25.
  • Филимонов Р.М., Королев Ю.Н., Кочинева Е.Р. (1993) Комплексное лечение язвенной болезни кишки, ассоциированной с хеликобактер пилори, электромагнитными ДМВ и коллоидным субцитратом висмута. Вопосы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, 6: 19–22.
  • Allen P.D., St Pierre T.G., Chua-anusorn W. et al. (2000) Low-frequency low-field magnetic susceptibility of ferritin and hemosiderin. Biochim. Biophys. Acta, 1500(2): 186–196.
  • Antanaitis B.C., Moss T.H. (1975) Magnetic studies of the four-iron high-potential, non-heme protein from Chromatium vinosum. Biochim. Biophys. Acta, 405(2): 262–279.
  • Arnesano F., Banci L., Piccioli M. (2005) NMR structures of paramagnetic metalloproteins. Q. Rev. Biophys., 38(2): 167–219.
  • Barabino A. (2002) Helicobacter pylori-related iron deficiency anemia: a review. Helicobacter, 7(2): 71–75.
  • Bell S.H., Weir M.P., Dickson D.P. et al. (1984) Mössbauer spectroscopic studies of human haemosiderin and ferritin. Biochim. Biophys. Acta, 787(3): 227–236.
  • Belyaev I.Y., Alipov E.D. (2001) Frequency-dependent effects of ELF magnetic field on chromatin conformation in Escherichia coli cells and human lymphocytes. Biochim. Biophys. Acta, 1526(3): 269–276.
  • Belzer C., van Schendel B.A., Kuipers E.J. et al. (2007) Iron-responsive repression of urease expression in Helicobacter hepaticus is mediated by the transcriptional regulator Fur. Infect. Immun., 75(2): 745–752.
  • Benson D.E., Grissom C.B., Burns G.L., Mohammad S.F. (1994) Magnetic field enhancement of antibiotic activity in biofilm forming Pseudomonas aeruginosa. ASAIO J., 40(3): 371–376.
  • Binhi V.N., Alipov Y.D., Belyaev I.Y. (2001) Effect of static magnetic field on E. coli cells and individual rotations of ion-protein complexes. Bioelectromagnetics, 22(2): 79–86.
  • Bullen J.J., Rogers H.J., Griffiths E. (1978) Role of iron in bacterial infection. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 80: 1–35.
  • Bullen J.J., Ward C.G., Rogers H.J. (1991) The critical role of iron in some clinical infections. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 10(8): 613–617.
  • Butler W.F., Calvo R., Fredkin D.R. et al. (1984) The electronic structure of Fe2+ in reaction centers from Rhodopseudomonas sphaeroides. III. EPR measurements of the reduced acceptor complex. Biophys. J., 45(5): 947–973.
  • Butler W.F., Johnston D.C., Shore H.B. et al. (1980) The electronic structure of Fe2+ in reaction centers from Rhodopseudomonas sphaeroides. I. Static magnetization measurements. Biophys. J., 32(3): 967–992.
  • Calderón-Miranda M.L., Barbosa-Cánovas G.V., Swanson B.G. (1999) Inactivation of Listeria innocua in skim milk by pulsed electric fields and nisin. Int. J. Food Microbiol., 51(1): 19–30.
  • Carnicer J., Badía R., Argemí J. (1997) Helicobacter pylori gastritis and sideropenic refractory anemia. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr., 25(4): 441.
  • Caubet R., Pedarros-Caubet F., Chu M. et al. (2004) A radio frequency electric current enhances antibiotic efficacy against bacterial biofilms. Antimicrob. Agents Chemother., 48(12): 4662–4664.
  • Cortés C., Esteve M.J., Rodrigo D. et al. (2006) Changes of colour and carotenoids contents during high intensity pulsed electric field treatment in orange juices. Food Chem. Toxicol., 44(11): 1932–1939.
  • Cróinín T.O., McCormack A., van Vliet A.H. et al. (2007) Random mutagenesis to identify novel Helicobacter mustelae virulence factors. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 50(2): 257–263.
  • Davies B.J., de Vries N., Rijpkema S.G., van Vliet A.H., Penn C.W. (2002) Transcriptional and mutational analysis of the Helicobacter pylori urease promoter. FEMS Microbiol Lett., 213(1): 27–32.
  • De Jonge R., Bakker D., van Vliet et al. (2003) Direct random insertion mutagenesis of Helicobacter pylori. J. Microbiol. Methods, 52(1): 93–100.
  • Dhaenens L., Szczebara F., Husson M.O. (1997) Identification, characterization, and immunogenicity of the lactoferrin-binding protein from Helicobacter pylori. Infect. Immun., 65(2): 514–518.
  • Dufour C., Brisigotti M., Fabretti G. et al. (1993) Helicobacter pylori gastric infection and sideropenic refractory anemia. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr., 17(2): 225–227.
  • Dutreux N., Notermans S., Góngora-Nieto M.M. et al. (2000) Effects of combined exposure of micrococcus luteus to nisin and pulsed electric fields. Int. J. Food Microbiol., 60(2–3): 147–152.
  • Ellaiah P., Adinarayana K., Sunitha M. (2003) Effect of magnetic field on the biosynthesis of neomycin by Streptomyces marinensis. Pharmazie, 58(1): 58–59.
  • Ernst F.D., Kuipers E.J., Heijens A. et al. (2005) The nickel-responsive regulator NikR controls activation and repression of gene transcription in Helicobacter pylori. Infect. Immun., 73(11): 7252–7258.
  • Ernst F.D., Stoof J., Horrevoets W.M. et al. (2006) NikR mediates nickel-responsive transcriptional repression of the Helicobacter pylori outer membrane proteins FecA3 (HP1400) and FrpB4 (HP1512). Infect Immun., 74(12): 6821–6828.
  • Evans M.C., Hall D.O., Johnson C.E. (1970) Hyperfine structure of (57Fe) iron in the Mössbauer spectrum of the high-potential iron protein from Chromatium. Biochem. J., 119(2): 289–291.
  • Fojt L., Strasák L., Vetterl V. (2007) Effect of electromagnetic fields on the denitrification activity of Paracoccus denitrificans. Bioelectrochemistry, 70(1): 91–95.
  • Frankel R.B., Bazylinski D.A., Johnson M.S., Taylor B.L. (1997) Magneto-aerotaxis in marine coccoid bacteria. Biophysical Journal, 73(2): 994–1000.
  • Greenberg M., Canter K., Mahler I., Tornheim A. (2005) Observation of magnetoreceptive behavior in a multicellular magnetotactic prokaryote in higher than geomagnetic fields. Biophys. J., 88(2): 1496–1499.
  • Griffiths E. (1987) The iron uptake systems of pathogenic bacteria. In: J. Bullen, E. Griffiths (Еds.) Iron and infection: molecular, physiological and clinical aspects. John Wiley & Sons, Chichester, United Kingdom, pp. 69–138.
  • Herrington D.A., Sparling P.F. (1985) Haemophilus influenzae can use human transferrin as a sole source for required iron. Infect. Immun., 48(1): 248–251.
  • Hughes S, El Haj A.J., Dobson J., Martinac B. (2005) The influence of static magnetic fields on mechanosensitive ion channel activity in artificial liposomes. Eur. Biophys. J., 34(5): 461–468.
  • Husson M.O., Legrand D., Spik G., Leclerc H. (1993) Iron acquisition by Helicobacter pylori: importance of human lactoferrin. Infect. Immun., 61(6): 2694–2697.
  • Jass J., Costerton J.W., Lappin-Scott H.M. (1995) The effect of electrical currents and tobramycin on Pseudomonas aeruginosa biofilms. J. Ind. Microbiol., 15(3): 234–242.
  • Johnson M.K., Thomson A.J., Robinson A.E. et al. (1981) Low-temperature magnetic circular dichroism spectra and magnetisation curves of 4Fe clusters in iron-sulphur proteins from Chromatium and Clostridium pasteurianum. Biochim. Biophys. Acta, 667(2): 433–451.
  • Justo O.R., Pérez V.H., Alvarez D.C., Alegre R.M. (2006) Growth of Escherichia coli under extremely low-frequency electromagnetic fields. Appl. Biochem. Biotechnol., 134(2): 155–163.
  • Keim C.N., Abreu F., Lins U. et al. (2004) Cell organization and ultrastructure of a magnetotactic multicellular organism. J. Struct. Biol., 145(3): 245–262.
  • Kermanshahi R.K., Sailani M.R. (2005) Effect of static electric field treatment on multiple antibiotic-resistant pathogenic strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. J. Microbiol. Immunol. Infect., 38(6): 394–398.
  • Liang Z., Mittal G.S., Griffiths M.W. (2002) Inactivation of Salmonella Typhimurium in orange juice containing antimicrobial agents by pulsed electric field. J. Food Prot., 65(7): 1081–1087.
  • Mahdi A., Gowland P.A., Mansfield P. et al. (1994) The effects of static 3.0 T and 0.5 T magnetic fields and the echo-planar imaging experiment at 0.5 T on E. coli. Br. J. Radiol., 67(802): 983–987.
  • Marignani M., Angeletti S., Bordi C. et al. (1997) Reversal of long-standing iron deficiency anaemia after eradication of Helicobacter pylori infection. Scand. J. Gastroenterol., 32(6): 617–622.
  • Nakao K., Imoto I., Gabazza E.C. et al. (1997a) Gastric juice levels of lactoferrin and Helicobacter pylori infection. Scand. J. Gastroenterol., 32(6): 530–534.
  • Nakao K., Imoto I., Ikemura N. et al. (1997b) Relation of lactoferrin levels in gastric mucosa with Helicobacter pylori infection and with the degree of gastric inflammation. Am. J. Gastroenterol., 92(6): 1005–1011.
  • Neilands J.B. (1981) Microbial iron compounds. Annu. Rev. Biochem., 50: 715–731.
  • Otto B.R., Verweij-van Vught A.M., MacLaren D.M. (1992) Transferrins and heme-compounds as iron sources for pathogenic bacteria. Crit. Rev. Microbiol., 18(3): 217–233.
  • Payne S.M. (1993) Iron acquisition in microbial pathogenesis. Trends Microbiol., 1(2): 66–69.
  • Perez-Roa R.E., Tompkins D.T., Paulose M. et al. (2006) Effects of localised, low-voltage pulsed electric fields on the development and inhibition of Pseudomonas aeruginosa biofilms. Biofouling, 22(5–6): 383–390.
  • Piatti E., Albertini M.C., Baffone W. et al. (2002) Antibacterial effect of a magnetic field on Serratia marcescens and related virulence to Hordeum vulgare and Rubus fruticosus callus cells. Comp. Biochem. Physiol. B. Biochem. Mol .Biol., 132(2): 359–365.
  • Pica F., Serafino A., Divizia M. et al. (2006) Effect of extremely low frequency electromagnetic fields (ELF-EMF) on Kaposi’s sarcoma-associated herpes virus in BCBL-1 cells. Bioelectromagnetics, 27(3): 226–232.
  • Pickering S.A., Bayston R., Scammell B.E. (2003) Electromagnetic augmentation of antibiotic efficacy in infection of orthopaedic implants. J. Bone Joint. Surg. Br., 85(4): 588–593.
  • Poiata A., Creanga D.E., Morariu V.V. (2003) Life in zero magnetic field. V. E. coli resistance to antibiotics. Electromagnetic Biology and Medicine, 22(2–3): 171–182.
  • Radhakrishnan A., McConnell H.M. (2000) Electric field effect on cholesterol-phospholipid complexes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97(3): 1073–1078.
  • Ramon C., Ayaz M., Streeter D.D. Jr. (1981) Inhibition of growth rate of Escherichia coli induced by extremely low-frequency weak magnetic fields. Bioelectromagnetics, 2(3): 285–289.
  • Rodrigo D., Barbosa-Cánovas G.V., Martínez A., Rodrigo M. (2003a) Pectin methyl esterase and natural microflora of fresh mixed orange and carrot juice treated with pulsed electric fields. J. Food Prot., 66(12): 2336–2342.
  • Rodrigo D., Barbosa-Cánovas G.V., Martínez A., Rodrigo M. (2003b) Weibull distribution function based on an empirical mathematical model for inactivation of Escherichia coli by pulsed electric fields. J. Food Prot., 66(6): 1007–1012.
  • Rodrigo D., Martínez T.A., Harte F. et al. (2001) Study of inactivation of Lactobacillus plantarum in orange-carrot juice by means of pulsed electric fields: comparison of inactivation kinetics models. J. Food Prot., 64(2): 259–263.
  • Saponja J.A., Vogel H.J. (1996) Metal-ion binding properties of the transferrins: a vanadium-51 NMR study. J. Inorg. Biochem., 62(4): 253–270.
  • Sentandreu E., Carbonell L., Rodrigo D., Carbonell J.V. (2006) Pulsed electric fields versus thermal treatment: equivalent processes to obtain equally acceptable citrus juices. J. Food Prot., 69(8): 2016–2018.
  • Stähler F.N., Odenbreit S., Haas R. et al. (2006) The novel Helicobacter pylori CznABC metal efflux pump is required for cadmium, zinc, and nickel resistance, urease modulation, and gastric colonization. Infect. Immun., 74(7): 3845–3852.
  • Stansell M.J., Winters W.D., Doe R.H., Dart B.K. (2001) Increased antibiotic resistance of E. coli exposed to static magnetic fields. Bioelectromagnetics, 22(2): 129–137.
  • Stepanian R.S., Barsegian A.A., Alaverdian Zh.R. et al. (2000) The effect of magnetic fields on the growth and division of the lon mutant of Escherichia coli K-12. Radiats. Biol. Radioecol., 40(3): 319–322.
  • Stephens P.J., Thomson A.J., Dunn J.B. et al. (1978) Circular dichroism and magnetic circular dichroism of iron-sulfur proteins. Biochemistry, 17(22): 4770–4778.
  • Stoodley P., deBeer D., Lappin-Scott H.M. (1997) Influence of electric fields and pH on biofilm structure as related to the bioelectric effect. Antimicrob. Agents Chemother., 41(9): 1876–1879.
  • Strasák L., Vetterl V., Smarda J. (2002) Effects of low-frequency magnetic fields on bacteria Escherichia coli. Bioelectrochemistry, 55(1–2): 161–164.
  • Tang Y.C., Gonzalez-Torriera M., Yang S., Davenport A.J. (2003) Effect of magnetic fields on corrosion. J. Corr. Sci. Eng., 6: 111.
  • Terebiznik M., Jagus R., Cerrutti P. et al. (2002) Inactivation of Escherichia coli by a combination of nisin, pulsed electric fields, and water activity reduction by sodium chloride. J. Food Prot., 65(8): 1253–1258.
  • Terebiznik M.R., Jagus R.J., Cerrutti P. et al. (2000) Combined effect of nisin and pulsed electric fields on the inactivation of Escherichia coli. J. Food Prot., 63(6): 741–746.
  • Thiemann W., Wagner E. (1970) The influence of homogeneous magnetic fields on the growth of Micrococcus denitrificans. Z. Naturforsch. B., 25(9): 1020–1023.
  • Torregrosa F., Cortés C., Esteve M.J., Frígola A. (2005) Effect of high-intensity pulsed electric fields processing and conventional heat treatment on orange-carrot juice carotenoids. J. Agric. Food Chem., 53(24): 9519–9525.
  • van Vliet A.H., Ernst F.D., Kusters J.G. (2004a) NikR-mediated regulation of Helicobacter pylori acid adaptation. Trends Microbiol., 12(11): 489–494.
  • van Vliet A.H., Kuipers E.J., Stoof J. et al. (2004b) Acid-responsive gene induction of ammonia-producing enzymes in Helicobacter pylori is mediated via a metal-responsive repressor cascade. Infect. Immun., 72(2): 766–773.
  • van Vliet A.H., Kuipers E.J., Waidner B. et al. (2001) Nickel-responsive induction of urease expression in Helicobacter pylori is mediated at the transcriptional level. Infect. Immun., 69(8): 4891–4897.
  • van Vliet A.H., Poppelaars S.W., Davies B.J. et al. (2002) NikR mediates nickel-responsive transcriptional induction of urease expression in Helicobacter pylori. Infect. Immun., 70(6): 2846–2852.
  • van Vliet A.H., Stoof J., Poppelaars S.W. et al. (2003) Differential regulation of amidase- and formamidase-mediated ammonia production by the Helicobacter pylori fur repressor. J. Biol. Chem., 278(11): 9052–9057.
  • Weinberg E.D. (1978) Iron and infection. Microbiol. Rev., 42(1): 45–66.
  • Wellman N., Fortun S.M., McLeod B.R. (1996) Bacterial biofilms and the bioelectric effect. Antimicrob. Agents Chemother., 40(9): 2012–2014.
  • Yavuz H., Celebi S.S. (2004) Influence of magnetic field on the kinetics of activated sludge. Environ. Technol., 25(1): 7–13.
  • Yin D.C., Wakayama N.I., Inatomi Y. et al. (2003) Strong magnetic field effect on the dissolution process of tetragonal lysozyme crystals. Adv. Space Res., 32(2): 217–223.
  • Zhang S., Wei W., Tao H. et al. (2004) Monitoring the inhibitive effect of the static magnetic field on the activity of lysozyme with acoustic wave impedance analysis technique. J. Enzyme Inhib. Med. Chem., 19(5): 441–447.
  • Zhang S., Wei W., Zhang J. et al. (2002) Effect of static magnetic field on growth of Escherichia coli and relative response model of series piezoelectric quartz crystal. Analyst, 127(3): 373–377.
  • Zhang Z.W., Patchett S.E., Perrett D. et al. (1998) The relation between gastric vitamin C concentrations, mucosal histology, and CagA seropositivity in the human stomach. Gut, 43(3): 322–326.

Посилання

  • 1. Беркутов А.М., Жулев В.И., Кураев Г.А., Прошин Е.М. (ред.) (2000) Системы комплексной электромагнитотерапии. Лаборатория базовых знаний, Москва, 376 с.
  • 2. Варакин А.И., Мазур В.В., Архипова Н.В., Сарянов Ю.В. (2007) Методы моделирования в биофизической фармакоки­нетике. Медицинская техника, 3: 8–13.
  • 3. Колмаков В.М., Куликов В.Ю., Воронин А.Ю., Евстро­пов А.Н. (2002) Оценка влияния глубокого геомагнитного воздействия на скорость роста и антибиотико-чувствительность Escherichia coli. Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунол., 3: 68–70.
  • 4. Куляш Ю.В., Лепилин А.В., Семенова О.П., Куцемалко Р.Т. (1998) Комбинированное влияние лазерных излучений и переменных магнитных полей на стафилококки. Журн. ми­кробиол., эпидемиол. и иммунол., 5: 33–36.
  • 5. Курочкин А.В., Воробьева А.А. (2006) Состояние гемоста­за и железосодержащие белки крови у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Фундамен­тальные исследования, 10: 100.
  • 6. Ломаченков В.Д., Купpикова И.М., Pяжечкина Л.А. и соавт. (1998) Ингибиpующее действие электpического поля УВЧ и магнитно-инфpакpасно-лазеpного излучения на микобактеpии тубеpкулеза. Проблемы туберкулеза, 4: 53–55.
  • 7. Мазур В.В., Варакин А.И., Серянов Ю.В. (2006) Оптими­зация приборов антибиотической форетической физиотера­пии на основе двухбарьерной модели диффузионной и диффузионно-осмотической миграции анионов антибио­тиков. Медицинская техника, 1: 8–12.
  • 8. Пуценко В.А., Кулишова Т.В., Осипова И.В. и соавт. (2004) Патогенетическое обоснование применения общей магнито­терапии в комплексном лечении и вторичной профилактике язвенной болезни. В кн.: Материалы. I Междунар. конгресса «Восстановительная медицина и реабилитация 2004», 20–21 сентября 2004 г., Москва, с. 268.
  • 9. Стародуб Є.М., Самогальська О.Є., Марків І.М., Лучан­ко П.І. (1994) Вплив електромагнітного випромінювання надвисокої частоти на перебіг виразкової хвороби, асоційованої з Helicobacter pylori. Лікарська справа, 1: 85–87.
  • 10. Филимонов P.М., Коpолев Ю.Н., Коничева Е.P. (1998) Электpомагнитное поле СВЧ (460 МГц) в комплексе с пpепаpатом тpибимол в лечении язвенной болезни двенадцатипеpстной кишки, ассоцииpованной с Helicobacter pylori. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, 1: 23–25.
  • 11. Филимонов Р.М., Королев Ю.Н., Кочинева Е.Р. (1993) Комплексное лечение язвенной болезни кишки, ассоции­рованной с хеликобактер пилори, электромагнитными ДМВ и коллоидным субцитратом висмута. Вопосы курор­тологии, физиотерапии и лечебной физической культуры, 6: 19–22.
  • 12. Allen P.D., St Pierre T.G., Chua-anusorn W. et al. (2000) Low-frequency low-field magnetic susceptibility of ferritin and hemo­siderin. Biochim. Biophys. Acta, 1500(2): 186–196.
  • 13. Antanaitis B.C., Moss T.H. (1975) Magnetic studies of the four-iron high-potential, non-heme protein from Chromatium vinosum. Biochim. Biophys. Acta, 405(2): 262–279.
  • 14. Arnesano F., Banci L., Piccioli M. (2005) NMR structures of paramagnetic metalloproteins. Q. Rev. Biophys., 38(2): 167–219.
  • 15. Barabino A. (2002) Helicobacter pylori-related iron deficiency anemia: a review. Helicobacter, 7(2): 71–75.
  • 16. Bell S.H., Weir M.P., Dickson D.P. et al. (1984) Mössbauer spectroscopic studies of human haemosiderin and ferritin. Biochim. Biophys. Acta, 787(3): 227–236.
  • 17. Belyaev I.Y., Alipov E.D. (2001) Frequency-dependent effects of ELF magnetic field on chromatin conformation in Escherichia coli cells and human lymphocytes. Biochim. Biophys. Acta, 1526(3): 269–276.
  • 18. Belzer C., van Schendel B.A., Kuipers E.J. et al. (2007) Iron-responsive repression of urease expression in Helicobacter hepaticus is mediated by the transcriptional regulator Fur. Infect. Immun., 75(2): 745–752.
  • 19. Benson D.E., Grissom C.B., Burns G.L., Mohammad S.F. (1994) Magnetic field enhancement of antibiotic activity in biofilm forming Pseudomonas aeruginosa. ASAIO J., 40(3): 371–376.
  • 20. Binhi V.N., Alipov Y.D., Belyaev I.Y. (2001) Effect of static magnetic field on E. coli cells and individual rotations of ion-protein complexes. Bioelectromagnetics, 22(2): 79–86.
  • 21. Bullen J.J., Rogers H.J., Griffiths E. (1978) Role of iron in bacterial infection. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 80: 1–35.
  • 22. Bullen J.J., Ward C.G., Rogers H.J. (1991) The critical role of iron in some clinical infections. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 10(8): 613–617.
  • 23. Butler W.F., Calvo R., Fredkin D.R. et al. (1984) The elec­tronic structure of Fe2+ in reaction centers from Rhodopseudomonas sphaeroides. III. EPR measurements of the reduced acceptor com­plex. Biophys. J., 45(5): 947–973.
  • 24. Butler W.F., Johnston D.C., Shore H.B. et al. (1980) The electronic structure of Fe2+ in reaction centers from Rho­dopseudomonas sphaeroides. I. Static magnetization measurements. Biophys. J., 32(3): 967–992.
  • 25. Calderón-Miranda M.L., Barbosa-Cánovas G.V., Swan­son B.G. (1999) Inactivation of Listeria innocua in skim milk by pulsed electric fields and nisin. Int. J. Food Microbiol., 51(1): 19–30.
  • 26. Carnicer J., Badía R., Argemí J. (1997) Helicobacter pylori gastritis and sideropenic refractory anemia. J. Pediatr. Gastroen­terol. Nutr., 25(4): 441.
  • 27. Caubet R., Pedarros-Caubet F., Chu M. et al. (2004) A radio frequency electric current enhances antibiotic efficacy against bacterial biofilms. Antimicrob. Agents Chemother., 48(12): 4662–4664.
  • 28. Cortés C., Esteve M.J., Rodrigo D. et al. (2006) Changes of colour and carotenoids contents during high intensity pulsed elec­tric field treatment in orange juices. Food Chem. Toxicol., 44(11): 1932–1939.
  • 29. Cróinín T.O., McCormack A., van Vliet A.H. et al. (2007) Random mutagenesis to identify novel Helicobacter mustelae viru­lence factors. FEMS Immunol. Med. Microbiol., 50(2): 257–263.
  • 30. Davies B.J., de Vries N., Rijpkema S.G., van Vliet A.H., Penn C.W. (2002) Transcriptional and mutational analysis of the Helicobacter pylori urease promoter. FEMS Microbiol Lett., 213(1): 27–32.
  • 31. De Jonge R., Bakker D., van Vliet et al. (2003) Direct random insertion mutagenesis of Helicobacter pylori. J. Microbiol. Methods, 52(1): 93–100.
  • 32. Dhaenens L., Szczebara F., Husson M.O. (1997) Identification, characterization, and immunogenicity of the lactoferrin-binding protein from Helicobacter pylori. Infect. Immun., 65(2): 514–518.
  • 33. Dufour C., Brisigotti M., Fabretti G. et al. (1993) Helicobacter pylori gastric infection and sideropenic refractory anemia. J. Pe­diatr. Gastroenterol. Nutr., 17(2): 225–227.
  • 34. Dutreux N., Notermans S., Góngora-Nieto M.M. et al. (2000) Effects of combined exposure of micrococcus luteus to nisin and pulsed electric fields. Int. J. Food Microbiol., 60(2–3): 147–152.
  • 35. Ellaiah P., Adinarayana K., Sunitha M. (2003) Effect of mag­netic field on the biosynthesis of neomycin by Streptomyces marin­ensis. Pharmazie, 58(1): 58–59.
  • 36. Ernst F.D., Kuipers E.J., Heijens A. et al. (2005) The nickel-responsive regulator NikR controls activation and repression of gene transcription in Helicobacter pylori. Infect. Immun., 73(11): 7252–7258.
  • 37. Ernst F.D., Stoof J., Horrevoets W.M. et al. (2006) NikR mediates nickel-responsive transcriptional repression of the Heli­cobacter pylori outer membrane proteins FecA3 (HP1400) and FrpB4 (HP1512). Infect Immun., 74(12): 6821–6828.
  • 38. Evans M.C., Hall D.O., Johnson C.E. (1970) Hyperfine structure of (57Fe) iron in the Mössbauer spectrum of the high-potential iron protein from Chromatium. Biochem. J., 119(2): 289–291.
  • 39. Fojt L., Strasák L., Vetterl V. (2007) Effect of electromag­netic fields on the denitrification activity of Paracoccus denitrificans. Bioelectrochemistry, 70(1): 91–95.
  • 40. Frankel R.B., Bazylinski D.A., Johnson M.S., Taylor B.L. (1997) Magneto-aerotaxis in marine coccoid bacteria. Biophysical Journal, 73(2): 994–1000.
  • 41. Greenberg M., Canter K., Mahler I., Tornheim A. (2005) Observation of magnetoreceptive behavior in a multicellular mag­netotactic prokaryote in higher than geomagnetic fields. Biophys. J., 88(2): 1496–1499.
  • 42. Griffiths E. (1987) The iron uptake systems of pathogenic bacteria. In: J. Bullen, E. Griffiths (Еds.) Iron and infection: mo­lecular, physiological and clinical aspects. John Wiley & Sons, Chichester, United Kingdom, pp. 69–138.Herrington D.A., Sparling P.F. (1985) Haemophilus influenzae can use human transferrin as a sole source for required iron. Infect. Immun., 48(1): 248–251.
  • 43. Hughes S, El Haj A.J., Dobson J., Martinac B. (2005) The influence of static magnetic fields on mechanosensitive ion channel activity in artificial liposomes. Eur. Biophys. J., 34(5): 461–468.
  • 44. Husson M.O., Legrand D., Spik G., Leclerc H. (1993) Iron acquisition by Helicobacter pylori: importance of human lactofer­rin. Infect. Immun., 61(6): 2694–2697.
  • 45. Jass J., Costerton J.W., Lappin-Scott H.M. (1995) The effect of electrical currents and tobramycin on Pseudomonas aeruginosa biofilms. J. Ind. Microbiol., 15(3): 234–242.
  • 46. Johnson M.K., Thomson A.J., Robinson A.E. et al. (1981) Low-temperature magnetic circular dichroism spectra and mag­netisation curves of 4Fe clusters in iron-sulphur proteins from Chromatium and Clostridium pasteurianum. Biochim. Biophys. Acta, 667(2): 433–451.
  • 47. Justo O.R., Pérez V.H., Alvarez D.C., Alegre R.M. (2006) Growth of Escherichia coli under extremely low-frequency electro­magnetic fields. Appl. Biochem. Biotechnol., 134(2): 155–163.
  • 48. Keim C.N., Abreu F., Lins U. et al. (2004) Cell organization and ultrastructure of a magnetotactic multicellular organism. J. Struct. Biol., 145(3): 245–262.
  • 49. Kermanshahi R.K., Sailani M.R. (2005) Effect of static electric field treatment on multiple antibiotic-resistant pathogenic strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. J. Microbiol. Im­munol. Infect., 38(6): 394–398.
  • 50. Liang Z., Mittal G.S., Griffiths M.W. (2002) Inactivation of Salmonella Typhimurium in orange juice containing antimicro­bial agents by pulsed electric field. J. Food Prot., 65(7): 1081–1087.
  • 51. Mahdi A., Gowland P.A., Mansfield P. et al. (1994) The effects of static 3.0 T and 0.5 T magnetic fields and the echo-planar imaging experiment at 0.5 T on E. coli. Br. J. Radiol., 67(802): 983–987.
  • 52. Marignani M., Angeletti S., Bordi C. et al. (1997) Reversal of long-standing iron deficiency anaemia after eradication of Helico­bacter pylori infection. Scand. J. Gastroenterol., 32(6): 617–622.
  • 53. Nakao K., Imoto I., Gabazza E.C. et al. (1997a) Gastric juice levels of lactoferrin and Helicobacter pylori infection. Scand. J. Gastroenterol., 32(6): 530–534.
  • 54. Nakao K., Imoto I., Ikemura N. et al. (1997b) Relation of lactoferrin levels in gastric mucosa with Helicobacter pylori infection and with the degree of gastric inflammation. Am. J. Gastroenterol., 92(6): 1005–1011.
  • 55. Neilands J.B. (1981) Microbial iron compounds. Annu. Rev. Biochem., 50: 715–731.
  • 56. Otto B.R., Verweij-van Vught A.M., MacLaren D.M. (1992) Transferrins and heme-compounds as iron sources for pathogenic bacteria. Crit. Rev. Microbiol., 18(3): 217–233.
  • 57. Payne S.M. (1993) Iron acquisition in microbial pathogenesis. Trends Microbiol., 1(2): 66–69.
  • 58. Perez-Roa R.E., Tompkins D.T., Paulose M. et al. (2006) Ef­fects of localised, low-voltage pulsed electric fields on the develop­ment and inhibition of Pseudomonas aeruginosa biofilms. Biofoul­ing, 22(5–6): 383–390.
  • 59. Piatti E., Albertini M.C., Baffone W. et al. (2002) Antibacterial effect of a magnetic field on Serratia marcescens and related virulence to Hordeum vulgare and Rubus fruticosus callus cells. Comp. Bio­chem. Physiol. B. Biochem. Mol .Biol., 132(2): 359–365.
  • 60. Pica F., Serafino A., Divizia M. et al. (2006) Effect of ex­tremely low frequency electromagnetic fields (ELF-EMF) on Kaposi’s sarcoma-associated herpes virus in BCBL-1 cells. Bio­electromagnetics, 27(3): 226–232.
  • 61. Pickering S.A., Bayston R., Scammell B.E. (2003) Electromag­netic augmentation of antibiotic efficacy in infection of orthopaedic implants. J. Bone Joint. Surg. Br., 85(4): 588–593.
  • 62. Poiata A., Creanga D.E., Morariu V.V. (2003) Life in zero magnetic field. V. E. coli resistance to antibiotics. Electromagnetic Biology and Medicine, 22(2–3): 171–182.
  • 63. Radhakrishnan A., McConnell H.M. (2000) Electric field effect on cholesterol-phospholipid complexes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 97(3): 1073–1078.
  • 64. Ramon C., Ayaz M., Streeter D.D. Jr. (1981) Inhibition of growth rate of Escherichia coli induced by extremely low-fre­quency weak magnetic fields. Bioelectromagnetics, 2(3): 285–289.
  • 65. Rodrigo D., Barbosa-Cánovas G.V., Martínez A., Rodrigo M. (2003a) Pectin methyl esterase and natural microflora of fresh mixed orange and carrot juice treated with pulsed electric fields. J. Food Prot., 66(12): 2336–2342.
  • 66. Rodrigo D., Barbosa-Cánovas G.V., Martínez A., Rodrigo M. (2003b) Weibull distribution function based on an empirical math­ematical model for inactivation of Escherichia coli by pulsed electric fields. J. Food Prot., 66(6): 1007–1012.
  • 67. Rodrigo D., Martínez T.A., Harte F. et al. (2001) Study of inactivation of Lactobacillus plantarum in orange-carrot juice by means of pulsed electric fields: comparison of inactivation kinetics models. J. Food Prot., 64(2): 259–263.
  • 68. Saponja J.A., Vogel H.J. (1996) Metal-ion binding properties of the transferrins: a vanadium-51 NMR study. J. Inorg. Biochem., 62(4): 253–270.
  • 69. Sentandreu E., Carbonell L., Rodrigo D., Carbonell J.V. (2006) Pulsed electric fields versus thermal treatment: equivalent pro­cesses to obtain equally acceptable citrus juices. J. Food Prot., 69(8): 2016–2018.
  • 70. Stähler F.N., Odenbreit S., Haas R. et al. (2006) The novel Helicobacter pylori CznABC metal efflux pump is required for cadmium, zinc, and nickel resistance, urease modulation, and gastric colonization. Infect. Immun., 74(7): 3845–3852.
  • 71. Stansell M.J., Winters W.D., Doe R.H., Dart B.K. (2001) Increased antibiotic resistance of E. coli exposed to static magnetic fields. Bioelectromagnetics, 22(2): 129–137.
  • 72. Stepanian R.S., Barsegian A.A., Alaverdian Zh.R. et al. (2000) The effect of magnetic fields on the growth and division of the lon mutant of Escherichia coli K-12. Radiats. Biol. Radioecol., 40(3): 319–322.
  • 73. Stephens P.J., Thomson A.J., Dunn J.B. et al. (1978) Circular dichroism and magnetic circular dichroism of iron-sulfur proteins. Biochemistry, 17(22): 4770–4778.
  • 74. Stoodley P., deBeer D., Lappin-Scott H.M. (1997) Influence of electric fields and pH on biofilm structure as related to the bioelectric effect. Antimicrob. Agents Chemother., 41(9): 1876–1879.
  • 75. Strasák L., Vetterl V., Smarda J. (2002) Effects of low-frequen­cy magnetic fields on bacteria Escherichia coli. Bioelectrochemistry, 55(1–2): 161–164.
  • 76. Tang Y.C., Gonzalez-Torriera M., Yang S., Davenport A.J. (2003) Effect of magnetic fields on corrosion. J. Corr. Sci. Eng., 6: 111.
  • 77. Terebiznik M., Jagus R., Cerrutti P. et al. (2002) Inactivation of Escherichia coli by a combination of nisin, pulsed electric fields, and water activity reduction by sodium chloride. J. Food Prot., 65(8): 1253–1258.
  • 78. Terebiznik M.R., Jagus R.J., Cerrutti P. et al. (2000) Combined effect of nisin and pulsed electric fields on the inactivation of Es­cherichia coli. J. Food Prot., 63(6): 741–746.
  • 79. Thiemann W., Wagner E. (1970) The influence of homogeneous magnetic fields on the growth of Micrococcus denitrificans. Z. Natur­forsch. B., 25(9): 1020–1023.
  • 80. Torregrosa F., Cortés C., Esteve M.J., Frígola A. (2005) Effect of high-intensity pulsed electric fields processing and conventional heat treatment on orange-carrot juice carotenoids. J. Agric. Food Chem., 53(24): 9519–9525.
  • 81. van Vliet A.H., Ernst F.D., Kusters J.G. (2004a) NikR-medi­ated regulation of Helicobacter pylori acid adaptation. Trends Mi­crobiol., 12(11): 489–494.
  • 82. van Vliet A.H., Kuipers E.J., Stoof J. et al. (2004b) Acid-re­sponsive gene induction of ammonia-producing enzymes in Heli­cobacter pylori is mediated via a metal-responsive repressor cascade. Infect. Immun., 72(2): 766–773.
  • 83. van Vliet A.H., Kuipers E.J., Waidner B. et al. (2001) Nickel-responsive induction of urease expression in Helicobacter pylori is mediated at the transcriptional level. Infect. Immun., 69(8): 4891–4897.
  • 84. van Vliet A.H., Poppelaars S.W., Davies B.J. et al. (2002) NikR mediates nickel-responsive transcriptional induction of urease expression in Helicobacter pylori. Infect. Immun., 70(6): 2846–2852.
  • 85. van Vliet A.H., Stoof J., Poppelaars S.W. et al. (2003) Differ­ential regulation of amidase- and formamidase-mediated ammonia production by the Helicobacter pylori fur repressor. J. Biol. Chem., 278(11): 9052–9057.
  • 86. Weinberg E.D. (1978) Iron and infection. Microbiol. Rev., 42(1): 45–66.
  • 87. Wellman N., Fortun S.M., McLeod B.R. (1996) Bacterial biofilms and the bioelectric effect. Antimicrob. Agents Chemother., 40(9): 2012–2014.
  • 88. Yavuz H., Celebi S.S. (2004) Influence of magnetic field on the kinetics of activated sludge. Environ. Technol., 25(1): 7–13.
  • 89. Yin D.C., Wakayama N.I., Inatomi Y. et al. (2003) Strong magnetic field effect on the dissolution process of tetragonal lysozyme crystals. Adv. Space Res., 32(2): 217–223.
  • 90. Zhang S., Wei W., Tao H. et al. (2004) Monitoring the inhibi­tive effect of the static magnetic field on the activity of lysozyme with acoustic wave impedance analysis technique. J. Enzyme Inhib. Med. Chem., 19(5): 441–447.
  • 91. Zhang S., Wei W., Zhang J. et al. (2002) Effect of static mag­netic field on growth of Escherichia coli and relative response model of series piezoelectric quartz crystal. Analyst, 127(3): 373–377.
  • 92. Zhang Z.W., Patchett S.E., Perrett D. et al. (1998) The relation between gastric vitamin C concentrations, mucosal histology, and CagA seropositivity in the human stomach. Gut, 43(3): 322–326.
>Влияние магнитного поля на helicobacter pylori и другие микроорганизмы

Жакун Ирина Богдановна

Резюме. В обзоре представлены механизмы влияния магнитных и электрических полей на жизнеспособность микроорганизмов, в частности Helicobacter pylori.

Ключевые слова: Helicobacter pylori, микроорганизмы, електрическое поле, магнитное поле, железо, металлопротеины, магниточувствительность

>Influence of magnetic field on helicobacter pylory and other microorganisms

Zhakun Irina B

Summary. This review summarizes mechanisms of influence
of magnetic and electric fields on the viability of microorganisms and Helicobacter pylori in particular.

Key words: Helicobacter pylori, microorganisms, electric field, magnetic field, iron, metalloproteins, magnetic sensitivity

Адреса для листування:
Жакун Ірина Богданівна
79010, Львів, вул. Пекарська, 52
Львівський національний медичний університет
ім. Данила Галицького, кафедра факультетської терапії